La scienza di ASTRI

L’Universo è popolato da acceleratori di particelle estremi, capaci di trasmettere più di 10²⁰ eV in un singolo protone. I fotoni gamma (𝞬) che questi possono produrre possono essere utilizzati come sonde per indagare le leggi della Natura alle energie più elevate.

I raggi gamma permettono lo studio approfondito dell’Universo violento, dai resti delle esplosioni di supernovae alle sorgenti galattiche ed extragalattiche con getti, fino ai potenziali candidati di materia oscura.

L’astrofisica dei raggi gamma è uno dei rami più recenti dell’astrofisica relativistica. Studia radiazioni miliardi di volte più energetiche della luce visibile, che non possono raggiungere direttamente il suolo. Una volta penetrati nell’atmosfera, i fotoni gamma interagiscono e producono una cascata di particelle secondarie molto energetiche che si muovono a una velocità superiore a quella della luce nell’aria (pur restando inferiore alla velocità della luce nel vuoto).

Nel 1937, il fisico russo Pavel Cherenkov osservò che questo fenomeno generava una luminescenza bluastra (la radiazione Cherenkov), concettualmente simile al boom sonico che si verifica quando si supera la velocità del suono. Cherenkov, insieme a Frank e Tamm, ricevette infine il Premio Nobel per la Fisica nel 1958 per “la scoperta e l’interpretazione dell’effetto Cherenkov”.

La radiazione Cherenkov ha una durata brevissima (pochi miliardesimi di secondo) ed è estremamente debole (meno di un diecimillesimo della luce del cielo notturno) e può essere rivelata solo da grandi telescopi capaci di raccogliere quanta più luce possibile, dotati di strumentazione straordinariamente veloce nel registrare e altamente sensibile.

Infatti, la generazione attuale di telescopi per raggi gamma ha cominciato a produrre risultati significativi quando si è compreso che le prestazioni degli strumenti aumentano notevolmente utilizzando più telescopi operanti simultaneamente, anziché un singolo grande telescopio.